Fundamentals of Electric Propulsion pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Goebel, Dan M./ Katz, Ira

出品人:

页数:508

译者:

出版时间:2008-11

价格:1199.52

装帧:

isbn号码:9780470429273

丛书系列:

图书标签:

• Electric Propulsion
• Space Propulsion
• Plasma Physics
• Aerospace Engineering
• Physics
• Engineering
• Ion Propulsion
• Hall Effect Thrusters
• Spacecraft Propulsion
• Propulsion Systems

好的，这是为您构思的一份图书简介，重点在于介绍电推进技术的历史发展、关键原理、现有技术分支以及未来的应用前景，完全不涉及《Fundamentals of Electric Propulsion》这本书本身的内容： --- 空间推进的新纪元：探索电能驱动的深空奥秘 导言：从化学燃料到电能的范式转换 自二十世纪中叶人类首次将探测器送入太空以来，化学火箭引擎凭借其强大的推力，一直是主导航天领域的标准动力源。然而，随着人类探索需求的日益复杂化——无论是更远的行星际航行、对小行星的精确采样，还是维持地球轨道上卫星的长期稳定运行——传统热火箭的局限性日益凸显。它们的高比冲（Isp）和低推重比之间的固有矛盾，使得深度太空任务的有效载荷能力和任务时间受到了严苛的制约。 正是在这样的背景下，一种更加高效、持久且具有革命性潜力的动力技术应运而生并逐步成熟：电推进技术（Electric Propulsion）。本书旨在深入探讨支撑这一技术飞跃的物理基础、工程实现路径以及它为未来航天任务带来的无限可能。我们关注的焦点，是电能如何通过巧妙的电磁与等离子体物理学原理，转化为驱动航天器前进的持续动力。 第一部分：电推进的理论基石与历史演进 电推进并非一蹴而就的全新概念，它的理论探索可以追溯到二十世纪初。然而，直到航天时代来临，高效率能源系统（如核能或高效太阳能电池阵列）的成熟，才真正为其实用化铺平了道路。 1. 效率的本质：高比冲的奥秘 电推进系统的核心优势在于其卓越的比冲（Specific Impulse, $I_{sp}$）。传统化学火箭的 $I_{sp}$ 通常在 300 到 450 秒的范围内，而电推进系统可以轻松达到数千秒，甚至上万秒。这种差异的根源在于能量转换机制。化学火箭通过燃料的化学反应释放热能，然后将高温燃气喷出；而电推进系统则利用电能加热或电离推进剂（如氙气、氩气甚至更轻的元素），并通过电磁场加速这些粒子到极高的排气速度。排气速度越高，意味着在消耗相同质量推进剂的情况下，能产生更长的总冲量，这对于需要长时间、低推力加速的深空任务至关重要。 2. 技术谱系的梳理：从早期概念到实用化 电推进技术并非单一路径，而是一个庞大的技术家族。早期的研究主要集中在如何有效利用电能来加速工质。本书将详细梳理从早期的概念验证阶段，到如今已经在轨运行的主流技术的演变历程。我们将考察不同技术路线的物理机理、各自的优缺点，以及它们在不同任务场景下的适用性权衡。 第二部分：主流电推进技术分支的深度剖析 电推进技术目前主要分为三大技术流派：静电推进、电磁推进和热电推进（虽然热电推进通常被视为一个交叉领域，但其电能驱动的特点使其与电推进紧密相关）。 1. 静电推进系统：霍尔效应的掌控者 霍尔推力器（Hall Thrusters） 是当前应用最广泛的电推进技术之一。本部分将深入剖析霍尔推力器的核心工作原理：如何通过磁场在阴极和阳极之间建立一个“电子阱”，利用霍尔效应捕获电子，并用这些电子来电离和加速工质。我们将详细讨论通道几何结构对性能的影响、磁屏蔽技术的重要性，以及如何通过调节输入功率和工质流量来精确控制推力和比冲。 2. 离子推进器：动量传递的极致精度 栅格离子推进器（Gridded Ion Thrusters） 是实现最高比冲的先驱。本书将重点解析其“三极管”加速结构——离子源（产生等离子体）、加速栅格和减速栅格。我们将探讨离子束的生成过程、如何避免栅格材料的溅射和腐蚀、以及如何通过精确控制电势差来实现对离子束的聚焦和中和，确保航天器不带电荷漂移。 3. 电磁推进：工质的磁性加速 与前两者依赖强电场加速不同，电磁推进器（如磁等离子体动力学推力器MPD、射频推力器RF等） 主要利用强大的洛伦兹力来直接加速导电流体。这使得它们在需要较高推力输出的应用中具有潜力。我们将研究等离子体动力学、磁场拓扑结构对推力产生效率的影响，以及这类推力器在处理高功率输入时所面临的材料和散热挑战。 第三部分：系统工程、电源与任务集成 高效的电推进系统不仅仅是推力器的本身，它是一个复杂的系统集成体，对航天器的能源供应、热管理和自主运行能力提出了极高的要求。 1. 能源供应与功率管理 电推进系统是功率限制型的。推力的大小直接受限于航天器能够提供的电能。我们将详细分析不同任务所需的典型功率等级，以及当前航天电源技术（如高效率太阳能电池阵列、深空放射性同位素热电机RITEG）如何为这些系统供电。功率处理单元（PPU）的设计，包括高效的直流-直流转换、电压调节和对推力器瞬态负载的响应，是确保系统稳定运行的关键。 2. 工质选择与存储 工质的选择对任务的成本、重量和性能有着决定性影响。氙气因其惰性、易于电离和较高的原子质量而成为首选，但其高昂的采购成本和储存密度也是限制因素。本书将对比分析氙气、氪气、氩气、碘等新型工质的特性，并探讨针对特定任务需求（如小行星采样、行星际航行）的最优工质策略。 3. 任务剖析：应用场景与性能评估 电推进的低推力特性决定了它更适合于长时间的轨道维持、轨道转移和深空探测任务。我们将通过案例分析，量化电推进在执行地球同步轨道保持（Station Keeping）、地月转移（TLI）、火星转移（Mars Transfer）以及系外探测任务中，相对于传统化学推进带来的时间缩短、有效载荷增加等实际效益。 结论：迈向星际旅行的下一站 电推进技术正处于高速发展的黄金时期。从地球同步轨道到木星、土星乃至更远的柯伊伯带，电推力已经证明了其无可替代的价值。未来的研究方向将聚焦于更高功率密度、更长寿命、以及使用更廉价、更易获取的工质。本书旨在为读者提供一个坚实的理论和工程基础，理解当前技术的极限与潜力，并展望这个由电能驱动的航天新纪元将如何重塑人类探索宇宙的边界。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我是一名大学一年级的物理系学生，对太空探索和前沿科学技术有着极大的热情。在课堂上，我们接触到许多关于航天器的知识，但关于驱动这些航天器的推进系统，尤其是电动推进，我一直觉得有些模糊。直到我读了《Fundamentals of Electric Propulsion》这本书，我才真正开始理解这个领域。作者用清晰的语言和引人入胜的案例，解释了从电离、加速到粒子束形成等一系列复杂过程。我非常喜欢书中关于等离子体束流稳定性和束流扩散的讨论，这涉及到很多我正在学习的物理概念，这本书为我提供了一个非常好的应用场景。书中还介绍了一些历史上的重要里程碑和未来的发展趋势，让我认识到电动推进技术的进步是如何一步步推动人类太空探索的边界的。这本书的逻辑性很强，循序渐进，即使是初学者也能逐步掌握核心概念。它不仅仅是一本关于“是什么”的书，更是关于“如何思考”和“如何解决问题”的书，为我未来的学习和研究打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书如同一场关于宇宙飞行的思想盛宴。它不仅揭示了电动推进背后那精妙绝伦的科学原理，更展现了人类智慧在挑战宇宙极限时所迸发出的无限可能。作者在阐述过程中，常常会插入一些历史性的技术革新和关键人物的故事，这使得枯燥的技术讲解瞬间变得生动起来，也让我对那些默默奉献的科学家和工程师们充满了敬意。我深深地着迷于书中对不同推进器在能量转化效率方面的对比分析，以及如何在有限的能源供给下最大化推力输出的工程考量。例如，它详细解释了如何通过优化电极形状和间隙，减少粒子束的能量损失，从而提高整体的推进效率。书中关于推进剂再循环和高效利用的探讨，也让我看到了可持续太空探索的未来方向。我读这本书时，总会不自觉地将书中的理论与我所了解的航天任务结合起来，仿佛亲身参与到那些伟大的太空探索计划之中。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对科学原理充满好奇心的普通读者，我常常在思考，是什么样的力量，能够将沉重的探测器送往遥远的行星，能够让卫星在浩瀚的宇宙中精确地航行。《Fundamentals of Electric Propulsion》这本书，用一种非常清晰且极具启发性的方式，回答了我心中的疑问。它深入浅出地解释了电动推进的“道”与“术”，从最基本的电磁学原理，到如何利用这些原理设计出高效的推进器。我特别喜欢书中关于“比冲”的讲解，它不是简单地给出一个数值，而是通过生动的比喻，让我理解了它代表着一种“效率的度量”，以及为什么高比冲对于长距离太空任务至关重要。这本书还让我了解了不同类型电动推进器的独特性格，比如离子推进器的“精准稳定”，霍尔推进器的“高效可靠”，它们在面对不同太空挑战时，各自扮演着怎样的角色。读完这本书，我感觉自己对宇宙的认知又上了一个台阶，也对人类探索未知世界的决心和能力有了更深的敬意。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在航天器设计公司工作的工程师，主要负责推进系统的选型和优化。在我的职业生涯中，我接触过多种不同类型的推进技术，包括传统的化学推进和新兴的电动推进。而《Fundamentals of Electric Propulsion》这本书，为我提供了一个系统性、全局性的视角来理解电动推进的方方面面。它不仅仅是简单地罗列了各种推进器的性能参数，而是深入剖析了这些参数背后的物理原理和工程挑战。书中关于不同推进器在不同任务剖面下的适用性分析，以及如何根据功率可用性、推力需求和寿命要求来选择最合适的推进器类型，都给了我极大的启发。我特别欣赏书中对先进推进技术，如核电推进和先进霍尔推进器的展望，这让我能够预见未来技术的发展方向。此外，书中关于推进器与航天器其他子系统（如电源、姿态控制系统）之间的集成问题也进行了探讨，这对于实际的系统设计至关重要。这本书的内容非常扎实，既有坚实的理论基础，又有贴近实际工程的考量，是任何从事航天推进系统工作的工程师必备的参考书。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻读航空航天工程博士的学生，长期以来一直在电动推进领域进行研究。在我的求学过程中，我接触过许多相关的文献和教材，但《Fundamentals of Electric Propulsion》无疑是我见过最全面、最深入也最易于理解的一本。它从最根本的物理原理出发，层层递进，详细阐述了各种电动推进技术的核心概念和数学模型。书中对不同推进器类型，例如离子推进器、霍尔推进器、射频（RF）推进器和电磁推进器等的原理、优缺点、设计挑战以及当前的研究前沿都进行了详尽的介绍。我尤其对书中关于等离子体物理在推进器设计中的应用部分印象深刻。作者不仅解释了等离子体的产生、约束和加速机制，还深入探讨了如何通过控制等离子体参数来优化推进器的性能。此外，书中关于推进器寿命、功耗、以及与航天器集成等方面的问题也进行了全面的讨论，这些都是在实际工程应用中至关重要的考量因素。对于有志于从事相关领域研究或开发的工程师和科学家来说，这本书提供了一个坚实的理论基础和宝贵的工程洞察。它不仅是理论知识的宝库，更是激发创新思维的催化剂。

评分☆☆☆☆☆

作为一名业余天文学爱好者，我对航天技术一直充满着浓厚的兴趣，但很多时候，那些专业的书籍都过于晦涩难懂，让我望而却步。《Fundamentals of Electric Propulsion》这本书的出现，完全改变了我对这个领域的看法。它以一种非常友好和易于理解的方式，将电动推进这个复杂的技术领域呈现在我面前。我喜欢书中详细解释各种推进器如何工作的章节，比如，我第一次真正理解了离子推进器是如何利用电场将带电粒子加速到极高的速度，从而产生微小的但持续的推力，这对于长时间的深空探测任务来说是多么重要的技术。书中的图示和示意图更是功不可没，它们让那些抽象的物理过程变得直观可见。作者在解释比冲（specific impulse）这个关键概念时，用了非常贴切的比喻，让我一下子就明白了它代表的含义——效率的衡量标准。这本书不仅仅是关于“怎么做”，更是关于“为什么这么做”，它解释了为什么电动推进在某些任务中比传统的化学火箭更具优势，比如在燃料效率和精确控制方面。读完这本书，我感觉自己对宇宙探索有了更深层次的理解，也对未来航天技术的发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深的技术作家，一直致力于将复杂的科技概念转化为通俗易懂的语言。当我接到撰写关于电动推进的科普文章的任务时，我首先想到的就是寻找一本高质量的参考资料，而《Fundamentals of Electric Propulsion》则成为了我的首选。这本书的结构清晰，逻辑严谨，语言流畅，为我提供了丰富的信息和深刻的见解。作者在解释那些高度专业化的术语和概念时，总是能够找到恰当的比喻和类比，使得像“洛伦兹力”、“霍尔效应”这样的概念，对于非专业读者来说也变得容易理解。书中对不同类型电动推进器的发展历程和技术演进的梳理，也为我构建了完整的知识框架。我尤其欣赏书中对于电动推进在不同航天任务中的应用案例的介绍，比如行星际探测器、地球同步卫星的轨道维持等等，这些鲜活的例子让读者能够更直观地感受到这项技术的重要性和实际价值。这本书不仅仅是我写作的素材库，更是我理解和欣赏电动推进技术的一扇窗口。

评分☆☆☆☆☆

在我的职业生涯中，我曾有幸参与过几个小型卫星的研发项目，其中就涉及到了微型推进系统的设计。正是由于这个经历，我才对《Fundamentals of Electric Propulsion》这本书产生了浓厚的兴趣。它不仅仅涵盖了大型航天器的推进技术，还对微型电动推进器（micro-thrusters）的设计和应用进行了深入的探讨。书中关于微流控技术、微加工工艺在推进器制造中的应用，以及如何在这种微小尺度下实现高效的等离子体产生和加速，都让我耳目一新。我特别关注了书中关于集成化推进系统的讨论，以及如何将推进器、燃料罐、电源管理等功能模块集成到极其有限的空间内，这对于当前蓬勃发展的小型化、低成本卫星领域来说，具有极其重要的现实意义。这本书为我提供了解决实际工程问题的思路和方法，也让我对微纳技术在航天领域的未来发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是颠覆了我对电动推进的认知！一直以来，我以为电动推进就是简单的“电生动”，顶多是电池供电的玩具，但《Fundamentals of Electric Propulsion》彻底刷新了我的这个狭隘观念。它不仅仅是一本教科书，更像是一本深入浅出的导游手册，带领我穿梭于电动推进那广阔而复杂的科学殿堂。从最基础的电磁学原理，到如何巧妙地利用电场和磁场来操控带电粒子，再到不同类型推进器的内部构造和工作机制，这本书都进行了细致入微的讲解。我特别欣赏作者在解释那些抽象概念时所采用的类比和图示，即使是对物理学不太精通的人，也能通过这些生动的描述，理解诸如霍尔推进器中等离子体的加速过程，或者离子推进器中离子是如何被电场捕获并加速到极高速度的。书中对不同推进器在能量效率、比冲（我之前对这个概念一无所知，现在却是耳熟能详）和推力方面的权衡分析，更是让我认识到，在太空探索领域，每一次技术选择背后都蕴含着深厚的工程智慧和对物理定律的深刻理解。它让我明白，电动推进并非万能，而是需要在特定任务需求下精心选择和优化的解决方案。我强烈推荐给任何对太空动力学、航天技术，或者仅仅是对“如何让东西在太空中飞起来”感到好奇的人。

评分☆☆☆☆☆

从第一次阅读《Fundamentals of Electric Propulsion》开始，我就被它所展现出的技术深度和广度深深吸引。这本书不仅仅是关于如何制造一个推进器，更是一门关于如何巧妙地运用能量，如何与物理定律博弈的艺术。我惊叹于书中对各种推进器核心部件的剖析，比如如何设计高效的电离室，如何生成稳定且高密度的等离子体，以及如何精确地控制粒子束的形状和方向。我特别对书中关于栅格和电场聚焦的讨论很感兴趣，它解释了如何通过精密的电极设计来引导和加速带电粒子，从而获得所需的推力。作者还深入探讨了推进剂的选择和优化，例如氙气、氪气和碘等不同推进剂在性能上的差异，以及它们在不同任务环境下的优劣势。这本书让我意识到，电动推进的每一个细节都凝聚了大量的科学研究和工程实践。它不仅为我提供了知识，更重要的是，它激发了我对这个领域更深入探索的渴望，让我看到了无数的可能性。

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，经典巨著

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，经典巨著

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，经典巨著

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，经典巨著

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，经典巨著